Energieerzeugung

12.03.2020

Die nächste Eiszeit kommt bestimmt

Während in Mühleberg der Rückbau beginnt, plant die Nagra das Tiefenlager.

zVg BKW / Michele Di Fede
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Die einen diskutieren, wie sie es ab­stellen, die andern, wie sie es ein­lagern. Sowohl in Mühleberg wie auch im Fels­labor bereitet man sich auf das Ende der Kern­energie vor.

Man hat Zeit hier. Unendlich viel Zeit. Die Stollen des Fels­labors ziehen sich Hunderte von Metern durch den Mont Terri beim jurassischen Städtchen St-Ursanne. Betrieben wird es vom Bundes­amt für Landes­topografie (Swisstopo). Hier suchen 21 in­ter­na­ti­o­na­le Forschungs­partner nach Lösungen, wie die Ab­fälle aus der Atom­strom­produktion gelagert werden können. «Uns in­ter­es­siert die Klima­­erwärmung weniger. Uns in­ter­es­siert die nächste Eiszeit», sagt Patrick Studer, Sprecher der Nagra, der Nationalen Ge­nos­sen­schaft zur Lagerung radio­aktiver Abfälle. An die leichten Absurditäten des super­lang­fristigen Denkens gewöhnt man sich nur all­mählich. Ent­schei­dend für die Lagerung von radio­aktiven Ab­fällen ist, dass sie nicht von einem künftigen Reuss-, Aare- oder Rhone­gletscher aus der Versenkung gehobelt werden.

Das alte Kraftwerk sieht aus wie neu

Während man im Labor und in der End­lagerung alle Zeit der Welt hat, läuft die Zeit im Kern­kraft­werk Mühleberg ab. Im September 2019 wurden die letzten Journalisten­gruppen durchs Werk geführt. Die Vor­be­rei­tun­gen für das Ab­schalten am 20. Dezember und die an­schlies­sen­de Still­legung waren schon alle im Gang. Die Mit­ar­bei­ter haben sich damit ab­ge­funden, dass sie von Betriebs- zu Abbau­spezialisten werden. Das gibt nicht weniger, sondern andere Arbeit – auch wenn es sie wurmt, ein funk­ti­o­nie­ren­des Kraft­werk in best­möglichem Zustand ab­reis­sen zu müssen. Alles in der An­lage sieht aus wie neu, poliert, geputzt, jedes Detail sagt: «Hier wurde nirgends gespart.»

Abgebrannte Brenn­stäbe kühlen erst im Ab­kling­becken des Kern­kraft­werks Mühleberg während mehreren Wochen ab. Danach werden sie einige Monate im Werk ab­ge­stellt und dann ins Zwischen­lager in Würenlingen transportiert.

Ursprünglich ging man bei der Tiefen­lagerung davon aus – in einer Weiter­ent­wicklung des «Réduit-Gedankens» –, dass der Granit der Alpen das richtige Gestein sein könnte, um die Reste der atomaren Strom­pro­duk­tion für immer auf­zu­nehmen. Deshalb gibt es auch im Grimsel ein Fels­labor. Vor allem in Finnland und in Schweden, wo der Bau von Tiefen­lagern für hoch­radio­aktive Ab­fälle schon weiter voran­ge­schrit­ten ist, stellt Granit das «Wirts­gestein der Wahl» dar, wie Georg Fiedler von Swisstopo erklärt. In Deutschland setzte man auf Salz, unter anderem im still­ge­legten Salz­berg­werk Asse. Das entpuppt sich nun als Fiasko. In der Salz­lauge konnte Radio­aktivität nach­ge­wiesen werden, es gab Wasser­einbrüche, und die Stollen drohen ein­zu­stürzen. Nun müssen alle bereits deponierten Ab­fälle wieder heraus­geholt werden. Das liegt aller­dings nicht am Salz, das Radio­aktivität sehr gut ein­dämmt. Das Pro­blem ist der alte mensch­liche Reflex, nicht mehr gebrauchte Hohl­räume mit Müll zu füllen. Aus Asse wurde so viel Salz heraus­geholt wie möglich, danach konnten die Stollen einstürzen. Dass da jemand später noch etwas hinein­stellen könnte, war nie vorgesehen.

Neue Anlagen für die ewige Ruhe

Auch das ist deshalb eine Er­kenn­tnis des Fels­labors. Für ein Tiefen­lager kommen nur kom­plett neu gebaute An­lagen in Frage – keine alten Berg­werke, keine na­tür­li­chen Höhlen und keine Bunker­an­lagen aus dem Kalten Krieg, auch wenn das auf den ersten Blick billiger erscheint. Im Herbst 2019 läuft das Kraft­werk Mühleberg so, wie wenn es noch jahr­zehnte­lang weiter­laufen würde. Von Abbau noch keine Spur, auch wenn überall davon ge­sprochen wird. Doch dem glän­zen­den neuen Ein­druck zum Trotz: Immer mal wieder scheinen sie durch, die 1970er-Jahre – mit einem Tritel-Telefon oder der ein­zi­gen Toilette im Kon­troll­raum –, weil Frauen damals im Atom­kraft­werk nicht vor­ge­sehen waren. Und auch die Maschinen­halle, auf den ersten Blick so neu wie gerade eröffnet, sieht auf den zweiten Blick aus wie das Mausoleum der Schweizer In­dustrie­geschichte. Grosse Geräte, auf denen «Gebr. Sulzer, Winterthur» steht, und die beiden Gene­ra­toren, in Gehäusen wie riesige Sarkophage, darauf eine Bronze­platte mit dem Namen «Brown Boveri». Es tönt, als ob die beiden ehr­würdigen Herren hinter ihrer Grab­platte vor dem drohenden Abriss noch besonders laut rotieren würden.

Im Fels­labor im Mont Terri bei St-Ursanne wird im Mass­stab 1:1 die End­lagerung entwickelt und getestet - mit grossen Zu­gangs­stol­len, engeren Lager­stollen und mit den Maschinen, die später auch im de­fi­ni­tiven Tiefen­lager zum Einsatz kommen.
Auf einem Block aus Spezial­steinen liegt der Stahl­be­hälter, hier ein Schnitt­model in Original­grösse. Er um­schliesst die abgebrannten Brenn­stäbe (Bildmitte). Der Lager­stollen wird bis in die letzten Ritzen mit Bentonit-Granulat auf­ge­füllt. Das Material quillt und schliesst den Behälter fest im Stollen ein.
Ton schützt die Brennstäbe

Allerdings werden zumindest Teile eines der beiden Ge­ne­ra­toren ein zweites Leben in einem anderen Kraft­werk haben. Mit anderen Kom­po­nen­ten geht das nicht. Weil bei Siede­wasser­reaktoren der Dampf mit dem Reaktor in Be­rüh­rung kommt, bevor er die Turbine dreht, sind die Turbinen kon­ta­miniert und landen früher oder später im Tiefen­­lager. Als die Tunnel­bohr­maschine in den 1980er-Jahren beim Bau der Auto­bahn A16 «Transjurane» bei St-Ursanne eine Tongesteins­schicht mit dem Namen Opalinuston an­schnitt, erkannten die Geologen, dass sich ihnen hier ein ideales Spiel­feld bot. Ab 1996 war es so weit, das Labor wurde eröffnet. Ton­gesteine sind schon lange dafür bekannt, dass sie radio­aktive Stoffe zurück­halten können. Im Ton einge­schlos­sen und perfekt bis ins kleinste Detail erhalten, sind Fossilien des opalartig schillernden Leioceras opalinum, eines Ammoniten, der hier vor über 174 Millionen Jahren in einem nur leicht salzigen Meer lebte. Ebenso wie Fossilien gibt es auch Reste des Salz­wassers im Ton. Weil das Gestein die Tiere ein­ge­schlossen, aber nicht zerstört hat, ist es ideal, um auch die Reste des Atom­zeit­alters für Jahr­millionen so auf­zu­bewahren. Allerdings gibt es in diesem Wasser auch Bakterien. Kaum erhalten sie durch eine Bohrung mehr Platz, werden sie aktiv und fressen Gas, das bei der Korrosion der Stahl­behälter entsteht, was erwünscht ist, da dies den Druck im Gestein reduziert. Allerdings könnten die Bakterien in der Nähe des metallenen Behälters auch die Korrosion fördern, und das ist ganz und gar nicht erwünscht. Nun hat sich aber gezeigt, dass das Füll­material Bentonit die Bakterien vom Lager­behälter fernhält.

Langfristige Experimente, Aha-Erlebnisse und der typisch wissen­schaftlich-spielerische Ansatz sind bezeichnend für die Arbeit im Fels­labor, wie sie Georg Fiedler zeigt. Forscher und Forscher­innen aus Dutzenden Ländern und Organi­sationen nutzen hier eine gemeinsame Infra­struktur. Bisher gab es 167 Ex­pe­ri­mente, von denen 45 derzeit noch laufen. Im Kern­kraft­werk dagegen weht ein anderer Geist. Hier ist es staub­trockene Sach­lich­keit – absolute «Leftbrainers», würde man in den USA sagen; Leute, die aus­schliess­lich mit der linken, rationalen Hirn­hälfte leben. Alles, was irgendwie nach Spass aus­sieht oder auch nur nach leisem Humor, scheint im Kraft­werk fehl am Platz. Es ist hier definitiv nicht die Welt von Homer Simpson.

Ein Zürcher Korallenriff

Vom Sicherheits­stollen des Autobahn­tunnels im Mont Terri aus bot sich die Mö­glich­keit, den Opalinuston in seiner für ein Tiefen­lager schlechtest­möglichen Lage zu untersuchen: mit einer Neigung der Ton­schicht von 45 Grad, die an der Ober­fläche ansteht, und einer Bruch­zone, die sich durch das gesamte Fels­labor hindurch­zieht. Hier konnte auch eine ent­schei­den­de Eigen­schaft nach­gewiesen werden, nämlich wie der Ton Spalten und Risse im Gestein selbst­ständig perfekt ver­schliesst.Die best­mögliche Lage ist da, wo die Sediment­schicht nie gestört wurde – auch nicht von den vielen Eis­zeiten, die es seit der Bildung dieser Schichten gab. Das ist im Zürcher Weinland so, in der Region Jura Ost beim Bözberg sowie nördlich der Lägern im Zürcher Unterland – weit weg vom Granit und vom tauenden Perma­frost der Alpen, in Gebieten, welche die Geologen als «langweilig» bezeichnen. Doch bis die ersten radio­aktiven Abfälle im Tiefen­lager ankommen, dauert es noch. Erst gehen die Abfälle aus dem still­gelegten Kern­kraft­werk Mühleberg ins Zwischen­lager und dann – ab etwa 2050 – ins künftige Tiefen­lager. Mitt­ler­weile ist klar, wo es sein wird: etwa 400 bis 900 Meter tief im Boden, im ungestörten Opalinuston. Mit den Sondier­bohrungen konnte die Nagra das Gebiet ein­grenzen – und hat in der lang­weiligen Geologie sogar noch etwas Aufregendes gefunden: In der Region um Zürich gab es einmal ein riesiges Korallenriff.

Schutz von drei Barrieren

Klar ist mitt­ler­weile auch das System der Lagerung. Die Radio­aktivität wird von drei Bar­ri­eren zurück­gehalten, zwei künstlichen und einer natürlichen. Die abgebrannten Brenn­stäbe werden in Stahl­behälter mit bis zu 20 Zentimeter dicken Wänden verpackt und in Abständen von etwa drei Metern in die Stollen gestellt. Danach füllt eine speziell dafür kon­stru­ierte Maschine den Stollen möglichst dicht mit Bentonit auf, eben­falls einem Tongestein. Die dritte Bar­ri­ere ist dann der natürliche Opalinuston. Der Bentonit hat wie alle Ton­gesteine den Vorteil, dass er Wasser aufnimmt und dann auf­quillt, sodass sich der Tunnel mit den Behältern fugenlos auffüllt. Der radioaktive Abfall wird so in den Boden integriert wie die Fossilien des Leioceras opalinum. Und genauso wie die Ammoniten werden sie dableiben, egal ob über ihnen gerade ein Gletscher Strassen und Häuser wegschleift oder ein neues Koral­len­riff entsteht.

Abschalten – und dann?

Nach 47 Betriebs­jahren hat die BKW AG das Kern­kraft­werk Mühleberg am 20. Dezember 2019 endgültig vom Netz genommen. Der Still­legungs­entscheid erfolgte schon 2013 – aus wirtschaft­lichen Überlegungen. An­gesichts der tiefen Strom­­preise erschienen der Be­trei­berin BKW In­vestitionen für den Langzeit­betrieb nicht mehr sinnvoll. Der Nach­betrieb und die Still­legung kosten nach gegen­wärtiger Planung 927 Mio. Franken. Dazu kommen ins­be­sondere ab etwa 2040 die Kosten für die geologische Tiefen­lagerung des radio­aktiven Abfalls in Höhe von rund 1,4 Mrd. Franken. Bis 2030 werden alle radio­aktiven Kom­po­nenten von teil­weise hoch spe­zi­a­li­sier­ten Firmen entfernt. Danach können die rest­li­chen Gebäude kon­ven­ti­onell ab­ge­rissen werden. Ab 2034 soll das Areal des Kraft­werks, idyllisch direkt an der Aare gelegen, bereit sein für eine neue Nutzung.

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